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Apr 13, 2024

Optimisation du processus RSM de production de biodiesel à partir d'huile de colza et d'huile de maïs usagée en présence d'un catalyseur vert et nouveau

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 19652 (2022) Citer cet article 1597 Accès à 5 citations Détails des métriques Dans le scénario du réchauffement climatique et de la pollution, la synthèse verte et l'utilisation de

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 19652 (2022) Citer cet article

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Dans le scénario du réchauffement climatique et de la pollution, la synthèse et l’utilisation vertes du biodiesel ont acquis la plus haute priorité. En raison de plusieurs limitations de la catalyse homogène, la production catalysée hétérogène immobilisée d’organobases de biodiesel s’est révélée être une voie privilégiée. Le présent rapport démontre la conception et la synthèse du nanocomposite GO-CuFe2O4 (SSE@GO-CuFe2O4) modifié par extrait de graines d'épices Peganum harmala en tant que nanocatalyseur magnétique à grande surface fonctionnalisé par une organobase. Les feuilles de pistache ont été utilisées dans la réduction verte de sels précurseurs pour synthétiser des NP CuFe2O4. Le nanomatériau tel que synthétisé a été caractérisé physicochimiquement par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), microscopie électronique à balayage (MEB), analyse aux rayons X à dispersion d'énergie (EDX), cartographie élémentaire, microscopie électronique à transmission (TEM), rayons X. techniques de diffraction (XRD), d'analyse thermogravimétrique (TGA) et de magnétomètre à échantillon vibrant (VSM). Par la suite, le catalyseur a été exploré dans la synthèse efficace de biodiesels par trans-estérification de deux substrats, l'huile de colza et l'huile de maïs usagée. Les conditions optimales pour la production de biodiesel ont été déterminées grâce à une méthodologie de surface de réponse basée sur la conception Box-Behnken, comprenant l'étude des courbes d'étalonnage et des tracés de contour 3D. Une séparation et un traitement faciles, l'utilisation d'un milieu vert, une excellente réutilisation plusieurs fois et un temps de réaction court sont les avantages exceptionnels de cette étude.

Ces derniers temps, la consommation extravagante des ressources énergétiques naturelles, la pollution environnementale toujours croissante et le réchauffement climatique qui en résulte constituent une préoccupation majeure à l’échelle mondiale. Le développement industriel et l’amélioration du niveau de vie de la société ont rendu la situation encore plus épouvantable1,2,3. Le stockage des combustibles fossiles est sur le point d'être littéralement épuisé, ce qui a persuadé les scientifiques de repenser la production d'énergie non conventionnelle à partir de sources renouvelables et de développer des méthodologies technologiques avancées qui retarderaient la consommation d'énergie et réduiraient les déchets dangereux, conduisant ainsi à durabilité4,5,6,7,8. Des recherches approfondies ont démontré que les biocarburants, plus précisément les biodiesels, pourraient être la meilleure solution possible en tant que carburant vert prometteur et prometteur pour les énergies alternatives9,10,11,12. Contrairement aux combustibles fossiles, les biodiesels sont bénéfiques en ce qui concerne leur teneur plus élevée en oxygène, leur absence de teneur en soufre et cancérigène, leur reproductibilité, leurs précurseurs peu coûteux et abondants, leur biodégradabilité, leur respect de l'environnement, leur faible toxicité et leurs très faibles émissions de gaz d'échappement dans l'environnement, bien qu'ils ont une valeur calorifique équivalente à celle des combustibles fossiles lorsqu'ils brûlent13,14,15,16,17. De plus, les biodiesels possèdent une efficacité de combustion et un indice de cétane plus élevés et ont également un pouvoir lubrifiant exceptionnel. En raison de son point d’éclair plus élevé, le biodiesel est également beaucoup plus sûr à stocker, à manipuler et à transporter que les carburants conventionnels18,19,20. Bien que les biodiesels soient aujourd'hui plus chers que les pétrocarburants, compte tenu de ces problèmes favorables, un certain nombre de groupes de recherche à travers le monde se sont engagés à développer le protocole de synthèse afin de réduire les coûts de production.

Habituellement, les biodiesels sont produits selon différentes voies telles que la microémulsion, la pyrolyse et la transestérification et parmi elles, la dernière est la plus simple, la plus pratique et la plus durable9,10. La transestérification implique l'alcoolyse, principalement la méthanolyse des esters, obtenue à partir de différentes matières premières comme les huiles de cuisson usagées, les biodéchets, les déchets agricoles, les graisses animales, l'huile végétale et également à partir de ressources naturelles comme l'huile de jatropha non comestible, l'huile de canola, l'huile de neem. , huile de thé, huile de coton, huile de tabac, etc. et huile de soja comestible, huile de palme, huile de noix de coco, huile de ricin21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34.